KR20100067939A - 차량의 제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 Brake By Wire System의 구현에 있어서 안전성을 종래의 유압식 제동장치를 사용하는 수준으로 향상시키고, 가격을 낮춰 양산 경쟁력을 갖게 하며, ABS 작동시 페달로 전달되는 충격력을 차단시켜서 페달감을 향상시킬 수 있도록 한다.

케이블, 회생제동, ABS

Description

차량의 제동장치{Brake Apparatus for Vehicle}

본 발명은 차량의 제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 제동장치에 관한 기술이다.

일반적인 Brake By Wire 기술은 전/후륜 모두 EMB(Electro Mechanical Brake) 또는 EWB(Electro Wedge Brake)와 같이 모터를 사용하는 전동식 제동장치에 의해 제동력을 발생시키는 형태를 갖는다.

상기와 같은 전동식 제동장치에 의해 제동을 함으로써, 형태적으로는 유압 제동장치에 비해 부품수를 줄이고, 별도의 ABS(Anti-lock Brake System)/ESP(Electronic Stability Program)제어를 위한 장치가 없어도 ABS/ESP 기능을 구현할 수 있으며, 전동식 제동장치의 설계에 따라서는 EPB(Electro Parking Brake) 기능을 병행할 수도 있다.

상기와 같은 일반적인 Brake By Wire System은 아직 종래의 유압식 제동장치에 비하여 기구적인 페일세이프(fail-safe) 방안이 없어 안전성이 떨어지고, 전자제어유닛이 각 휠마다 필요하고 이외에 메인전자제어유닛이 별도로 필요하게 되며, 사용되는 모터가 브러쉬리스모터이기 때문에 상대적으로 제어가 까다로워 전자제어 유닛의 가격이 상승한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, Brake By Wire System의 구현에 있어서 안전성을 종래의 유압식 제동장치를 사용하는 수준으로 향상시키고, 가격을 낮춰 양산 경쟁력을 갖게 하며, ABS 작동시 페달로 전달되는 충격력을 차단시켜서 페달감을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 제동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 차량의 제동장치는

모터의 구동력에 의해 브레이크패드의 스트로크를 형성할 수 있도록 구성됨과 아울러 케이블로 전달되는 직선스트로크에 의해 상기 브레이크패드의 스트로크를 형성할 수 있도록 구성된 제동액츄에이터와;

브레이크페달에 의해 길이방향으로 직선슬라이딩하여 상기 제동액츄에이터에 직선스트로크를 전달하도록 케이블이 연결된 스크류로드와;

상기 스크류로드에 비잠금타입으로 나사결합되어 일정한 위치에서 회전 가능하게 설치된 스크류너트와;

상기 스크류너트의 원주면에 형성된 래치기어와;

작동로드가 상기 래치기어와 치합되어 상기 스크류너트의 회전가능상태를 전환하도록 설치된 솔레노이드액츄에이터와;

ABS 작동시 상기 솔레노이드액츄에이터를 작동시켜 상기 스크류너트의 회전을 제한하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제동액츄에이터에서 구동력을 발생시키는 모터는 단순DC모터로 구성되고;

상기 솔레노이드액츄에이터는 전원이 인가된 경우에만 상기 작동로드가 상기 래치기어에 치합된 상태를 형성하도록 된 상시오프타입인 것이 바람직하다.

상기 브레이크페달에 연결된 푸시로드와 상기 스크류로드 사이에는 히스테리시스를 구현하기 위한 페달필튜닝기구가 개재된 구조로 할 수 있다.

후륜에는 상기 제동액츄에이터가 설치되고;

상기 제동액츄에이터에는 기계적으로는 케이블로 브레이크페달에 연결되고 전기적으로는 상기 컨트롤러에 연결되며;

전륜에는 상기 컨트롤러에 전기적으로만 연결된 전동식제동장치가 설치된 구조로 할 수 있다.

전륜에는 상기 제동액츄에이터가 설치되고;

상기 제동액츄에이터에는 기계적으로는 케이블로 브레이크페달에 연결되고 전기적으로는 상기 컨트롤러에 연결되며;

후륜에는 상기 컨트롤러에 전기적으로만 연결된 전동식제동장치가 설치된 구조로 할 수 있다.

본 발명은 Brake By Wire System의 구현에 있어서 안전성을 종래의 유압식 제동장치를 사용하는 수준으로 향상시키고, 가격을 낮춰 양산 경쟁력을 갖게 하며, ABS 작동시 페달로 전달되는 충격력을 차단시켜서 페달감을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 모터(1)의 구동력에 의해 브레이크패드(3)의 스트로크를 형성할 수 있도록 구성됨과 아울러 케이블로 전달되는 직선스트로크에 의해 상기 브레이크패드(3)의 스트로크를 형성할 수 있도록 구성된 제동액츄에이터(5)와; 브레이크페달(7)에 의해 길이방향으로 직선슬라이딩하여 상기 제동액츄에이터(5)에 직선스트로크를 전달하도록 케이블(9)이 연결된 스크류로드(11)와; 상기 스크류로드(11)에 비잠금타입으로 나사결합되어 일정한 위치에서 회전 가능하게 설치된 스크류너트(13)와; 상기 스크류너트(13)의 원주면에 형성된 래치기어(15)와; 작동로드가 상기 래치기어(15)와 치합되어 상기 스크류너트(13)의 회전가능상태를 전환하도록 설치된 솔레노이드액츄에이터(17)와; ABS 작동시 상기 솔레노이드액츄에이터(17)를 작동시켜 상기 스크류너트(13)의 회전을 제한하는 컨 트롤러(19)를 포함하여 구성된다.

도 1의 제동액츄에이터(5)는 종래에 이미 개발되어 출원되거나 공개된 기술로서, 본 발명에 적용하기 위해서 요구되는 것은, 모터의 구동에 의해 브레이크패드(3)를 움직일 수 있어서, 제동력을 발생시킬 수도 있고, 마모를 보정할 수 있으며, ABS, ESP, EPB기능을 수행할 수 있어야 하며, 상기 브레이크패드(3)를 직접 이동시키도록 구비된 피스톤너트(21)와 스크류(23)는 잠금타입으로 구성되어 저절로 제동상태가 풀리지 않도록 함으로써, EPB의 구현 및 페일세이프 기능을 겸하여 수행할 수 있으면 된다.

상기 제동액츄에이터(5)에서 구동력을 발생시키는 모터(1)는 단순DC모터로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 주로 상기 케이블(9)로 전달되는 직선스트로크에 의해 제동력을 발생시키는 설계의도를 고려할 때, 상기 제동액츄에이터(5)는 종래의 브러쉬리스모터가 제공하는 수준의 내구성보다는 다소 떨어지는 단순DC모터의 사용이 가능하므로, 이를 이용하여 제동장치의 가격을 낮출 수 있게 하며, 브러쉬리스모터보다 단순한 제어로 인해 상기 컨트롤러(19)의 가격도 낮추어 Brake By Wire System의 양산성을 높일 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 설계의도에 따라, 상기 솔레노이드액츄에이터(17)에 전원이 인가되지 않은 상태에서는 항시 운전자의 브레이크페달(7) 조작력이 케이블(9)을 통해 기구적으로 상기 제동액츄에이터(5)에 전달되도록 하여, 전기 계통에 문제가 발 생하는 경우에 대비하도록 한다.

한편, 상기 브레이크페달(7)에 연결된 푸시로드와 상기 스크류로드(11) 사이에는 히스테리시스를 구현하기 위한 페달필튜닝기구(25)가 개재된 구조로 할 수 있다.

물론, 상기 페달필튜닝기구(25)는 상기 히스테리시스뿐만 아니라, 페달 작동감을 개선할 수 있는 다른 특성을 겸하여 가지도록 할 수 있을 것이다.

도 3을 참조하면, 후륜에는 상기 제동액츄에이터(5)가 설치되고, 상기 제동액츄에이터(5)에는 기계적으로는 케이블(9)로 브레이크페달(7)에 연결되고 전기적으로는 상기 컨트롤러(19)에 연결되며, 전륜에는 상기 컨트롤러(19)에 전기적으로만 연결된 전동식제동장치(27)가 설치된 구조로서, 전륜구동 회생제동 차량에 적합한 구조이다.

즉, 하이브리드 차량과 같은 회생제동 차량에서는, 모터제너레이터에서 회생제동시 발생하는 제동력의 변화량에 상응하는 제동력을 제동장치에서 능동적으로 제공해야 하며, 브레이크페달(7)에 케이블(9)과 같은 기구적인 연결구조가 있는 경우에는 페달에 제동장치에서 능동적으로 발생시키는 제동력의 변화가 운전자에게 전달되므로, 이와 같은 제동력의 전달을 방지하기 위해 모터제너레이터가 전륜에 연결된 전륜구동 회생제동차량에서는, 전륜에는 전기적으로만 작동되는 전동식제동장치(27)를 설치하도록 한 것이다.

상기와 같은 차량의 후륜에는 상기 제동액츄에이터(5)가 케이블(9)로도 작동 가능하고 전기적으로도 작동 가능한 상태로 구비되어, 전기 계통의 고장시에도 운전자의 브레이크페달(7) 조작에 대해 상기 케이블(9)에 의한 제동력 발생으로 페일세이프 기능을 제공하게 된다.

물론, 상기 후륜에 설치된 제동액츄에이터(5)는 상기 컨트롤러(19)의 제어에 의해 마모보정이나 ESP, EPB의 기능을 수행할 수 있으며, ABS 기능도 수행할 수 있는데, 상기 컨트롤러(19)는 ABS 수행시에 상기 솔레노이드액츄에이터(17)를 작동시켜 상기 래치기어(15) 및 스크류너트(13)의 회전을 억제하여, 결과적으로 상기 스크류로드(11)의 직선운동을 제한함으로써, 상기 제동액츄에이터(5)에서 케이블(9)을 타고 역류하는 제동력을 운전자가 밟고 있는 브레이크페달(7)로 전달하지 않게 하여 페달감을 향상시킨다.

도 4는 상기 도 3과는 반대로, 전륜에는 상기 제동액츄에이터(5)가 설치되고, 상기 제동액츄에이터(5)에는 기계적으로는 케이블(9)로 브레이크페달(7)에 연결되고 전기적으로는 상기 컨트롤러(19)에 연결되며, 후륜에는 상기 컨트롤러(19)에 전기적으로만 연결된 전동식제동장치(27)가 설치된 구조로서, 후륜구동 회생제동차량에 적합한 구조이다.

여기서, 상기 전륜에 설치되는 제동액츄에이터(5)는 상기 도 3에서의 후륜에 사용되는 것보다는 강하고 안정된 제동력 발생이 가능한 구조로 구성하는 것이 바람직한 바, 일반적인 차량의 제동력은 전륜에서 더 높은 수준으로 요구되기 때문 이다.

이외의 사항은 상기 도 3에서의 경우가 마찬가지이므로 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 제동액츄에이터의 구성을 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 브레이크페달 근처의 제동 조작 부분의 구조를 도시한 도면,

도 3은 전륜구동 회생제동 차량에 본 발명에 따른 차량의 제동장치가 적용된 상태를 설명한 도면,

도 4는 후륜구동 회생제동 차량에 본 발명에 따른 차량의 제동장치가 적용된 상태를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 모터 3; 브레이크패드

5; 제동액츄에이터 7; 브레이크페달

9; 케이블 11; 스크류로드

13; 스크류너트 15; 래치기어

17; 솔레노이드액츄에이터 19; 컨트롤러

21; 피스톤너트 23; 스크류

25; 페달필튜닝기구 27; 전동식제동장치

Claims (5)

1. 모터의 구동력에 의해 브레이크패드의 스트로크를 형성할 수 있도록 구성됨과 아울러 케이블로 전달되는 직선스트로크에 의해 상기 브레이크패드의 스트로크를 형성할 수 있도록 구성된 제동액츄에이터와;

   브레이크페달에 의해 길이방향으로 직선슬라이딩하여 상기 제동액츄에이터에 직선스트로크를 전달하도록 케이블이 연결된 스크류로드와;

   상기 스크류로드에 비잠금타입으로 나사결합되어 일정한 위치에서 회전 가능하게 설치된 스크류너트와;

   상기 스크류너트의 원주면에 형성된 래치기어와;

   작동로드가 상기 래치기어와 치합되어 상기 스크류너트의 회전가능상태를 전환하도록 설치된 솔레노이드액츄에이터와;

   ABS 작동시 상기 솔레노이드액츄에이터를 작동시켜 상기 스크류너트의 회전을 제한하는 컨트롤러;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 제동장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제동액츄에이터에서 구동력을 발생시키는 모터는 단순DC모터로 구성되고;

   상기 솔레노이드액츄에이터는 전원이 인가된 경우에만 상기 작동로드가 상 기 래치기어에 치합된 상태를 형성하도록 된 상시오프타입인 것

   을 특징으로 하는 차량의 제동장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 브레이크페달에 연결된 푸시로드와 상기 스크류로드 사이에는 히스테리시스를 구현하기 위한 페달필튜닝기구가 개재된 것

   을 특징으로 하는 차량의 제동장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   후륜에는 상기 제동액츄에이터가 설치되고;

   상기 제동액츄에이터에는 기계적으로는 케이블로 브레이크페달에 연결되고 전기적으로는 상기 컨트롤러에 연결되며;

   전륜에는 상기 컨트롤러에 전기적으로만 연결된 전동식제동장치가 설치된 것

   을 특징으로 하는 차량의 제동장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   전륜에는 상기 제동액츄에이터가 설치되고;

   상기 제동액츄에이터에는 기계적으로는 케이블로 브레이크페달에 연결되고 전기적으로는 상기 컨트롤러에 연결되며;

   후륜에는 상기 컨트롤러에 전기적으로만 연결된 전동식제동장치가 설치된 것

   을 특징으로 하는 차량의 제동장치.

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